谈初中物理测量大气压强实验教学

摘 要：测量大气压强实验是初中物理的重难点，学生在学习这一实验时容易出现逻辑思维不清晰、混淆概念的情况，难以精确把握学习重点，影响课堂教学效率和质量。在这种情况下，学生参与测量大气压强实验教学活动的积极性会比较差。基于此，文章对初中物理测量大气压强实验教学进行探究，分析现阶段初中物理测量大气压强实验教学中存在的问题，并提出实验教学思路。

关键词：初中物理；测量大气压强；实验教学

作者简介：杨剑（1981—），男，江苏省南通海安市墩头镇墩头初级中学。

物理是义务教育阶段的基础学科，在初中阶段进行物理教学能够有效地激发学生学习物理知识的兴趣和激情。物理课堂教学需要以物理实验为支撑，确保物理实验教学的可信性、趣味性以及直观性，以帮助学生更好地理解与学习物理概念以及相关的物理规律。在实际教学中，教师需要深度挖掘教材中的可用资源，认真严谨地对待每次实验教学，分析学生的学情，鼓励学生参与到物理实验活动中，这有助于降低学生动手操作的难度，提升物理实验教学效果，使学生通过知识学习获得成就感。

初中物理测量大气压强实验的教学难度比较高，这是因为学生在日常生活中难以直观感受到大气压力，且相关知识具有抽象性，需要学生拥有良好的思维能力才能全面理解。因此，在教授这一知识时，教师应引导学生主动探究实验过程，适度改进和优化实验装置，帮助学生树立学习物理知识的自信心，获得实验操作能力、思维能力、学习能力等多方面能力的发展，助力学生的物理核心素养提升。

一、初中物理测量大气压强实验教学难点

第一，教学中存在压力和重力的概念混淆问题。一些教师将物体的垂直方向上的受力情况作为压强概念导入的基础，通过平面垂直关系来描述与压强相关的概念。这样的教学方法可能导致学生混淆概念，错误地认为压力就是重力，或压力和重力的大小总是相等。第二，压强和压力的概念教学不明确的问题。尽管二者有联系，但它们是两个不同的物理概念，教师在教学中要注意引导学生加以辨析。

为了提高学生的物理实验能力，解决概念理解和知识混淆的问题，教师需要在测量大气压强实验的教学活动开始之前，全面了解学生的知识学习难点和易错点，从学情出发，引导学生全程参与物理实验，深化对大气压强概念的理解，并从实验中总结出规律。

二、初中物理测量大气压强实验教学设计

（一）做好教学准备

在进行测量大气压强实验教学活动时，教师可以按照一般科学实验的分析思路，将教学过程划分为不同的阶段。这些阶段中应包括以下几个关键步骤：巧妙提出问题、引导学生思考并提出疑问、进行模拟实验教学、模拟实际测量过程、深化学生对大气压强相关物理知识的理解［1］。在教学中，教师需要提前准备相关的实验仪器，例如针筒、玻璃片、刻度尺、弹簧测力计、沙子、小桶等。因为学生在参与实验活动前已经掌握了公式P＝F/S，所以在教学过程中，教师可以引导学生运用这些工具，以小组合作的方式讨论实验方案，以估测大气压强的数值。这种参与方式有助于学生深入地理解与大气压强相关的物理概念。

（二）激发学生学习兴趣

良好的课堂引入能够有效激发学生的学习兴趣，集中他们的注意力，提高教学效率和质量。因此，在进行测量大气压强实验教学活动时，教师应采用多样化的教学方法，精心设计课程初期的知识引入环节，快速吸引学生的注意力，增强他们的学习兴趣，有效引导他们学习与压强系列物理实验相关的知识，降低学习难度。教师还可以采用更直观的实验形式，帮助学生更好地理解和掌握压强知识。例如，教师可以鼓励学生动手实验，激发他们对实验现象背后的原理的好奇心。通过这种积极情感的推动，学生能够深入探索测量大气压强实验的相关内容，实现课堂学习目标。

在初中物理教学中，并非每节课都包含实验教学内容。因此，在进行测量大气压强实验教学活动时，教师应充分展示自己的教学才能和特长，深入挖掘实验中的亮点，使学生能够享受实验带来的乐趣，积极参与实验教学活动［2］。此外，教师还可以让学生动手实验，提高他们在课堂活动中的参与度，满足学生的内在需求，调动学生学习物理知识的主观能动性。教师要扮演好引导者的角色，不过度干预学生的实验过程和行为，鼓励学生自主思考，培养他们的逻辑思维能力。无论实验结果如何，教师都要鼓励并赞扬学生敢于质疑、敢于发言的表现，帮助他们建立学习物理知识的自信心，使他们勇敢克服学习物理时遇到的困难，提高物理学习水平。

（三）采用多元化教学手段

教师要鼓励学生分组合作进行实验，同时使用多媒体教学设备将学生的实验方案展示出来。有些学生可能选择采用吸盘测气压，这时教师可以引导学生探究他们所选方案的可行性，并结合学生的设计进行简单演示。在演示过程中，学生可能会发现测力计无法将吸盘拉起。在这种情况下，教师应该及时提出问题，询问学生如何完善实验。学生需要自己思考并提出解决办法，如尝试换成小规格的吸盘，或更换更大量程的测力计［3］。

在向学生讲解与大气压强相关的理论知识时，教师可以利用多媒体设备进行实验演示，以帮助学生更深入地理解相关的理论知识，同时提高他们运用理论知识的能力。例如，托里拆利的测量大气压强的实验需要运用水银，而水银具有毒性，所以教师在课堂上进行演示实验存在危险性。因此，教师可以提前从互联网上下载与该实验相关的影像资料，利用多媒体设备进行详尽的实验演示，全面解释所涉及的理论知识，兼顾教学效果与安全性。

在实际教学中，教师要给学生创设适宜的问题情境，设置有梯度性的问题，使教学问题和学生的生活建立联系。这样，学生就可以在学习过程中调动自身生活经验来消化物理知识。教师要充分了解学生现有的物理水平，将其作为教学的出发点，深入挖掘物理教材中蕴含的知识和素材。例如，在上文提及的托里拆利实验中有这样的操作：在长约1 m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中。在演示视频播放到这一部分时，教师可以暂停视频，组织学习小组分析和思考这个实验的目的，提出自己的猜想。讨论结束后，教师继续播放视频：管口打开后，玻璃管内的水银高度下降，但在降至一定高度后不再改变，经过测量，发现玻璃管内的水银柱长度约为760 mm，倾斜玻璃管，管内外的水银面高度差保持不变。接下来，教师还可以展示其他相关实验内容，如若在水银槽中再加入水银，水银槽内液面升高，则管内水银面也随之升高，但是管内外水银面的高度差不变，以及展示玻璃管的倾斜程度、粗细等因素对水银柱高度的影响。在仔细观察实验现象后，教师要带领学生探究现象背后的原理，解释观察结果：玻璃管中的水银柱不会落下，是因为大气压的作用，玻璃管中水银柱產生的压强等于大气压强。意大利科学家托里拆利首次进行了这个实验，他测量得到管内外水银面高度差为760 mm，所以科学家们将特定条件下高760 mm的汞柱所产生的压强作为标准大气压，用P0表示。应用压强计算公式P＝pgh进行计算，我们能得出标准大气压的值约为1×105 Pa。通过这一演示实验，学生可以更好地理解与大气压强相关的理论知识，并改变对物理知识的印象［4］。

（四）鼓励学生自主实验

为了进一步拓宽学生的视野，培养学生的解题思维，教师可以鼓励学生实施较为简易的利用注射器粗测大气压强的实验，让他们感受物理知识的生成过程。在实验过程中，一些学生可能会出现问题：无论他们怎么用力拉弹簧测力计，都无法拉动注射器的活塞。对此，教师应鼓励学生结合实验结果进行分析，找出问题所在。一些学生可能会提出：“老师，这可能是因为我们使用的弹簧测力计的量程较小。”而有的学生可能会提出：“老师，可能是因为注射器的容量太大。”教师应结合学生的反馈意见，适时调整或更换实验设备，以便学生继续实验。

（五）强化实验结果分析能力

测量大气压强实验具有一定难度，实验室环境会受到各种因素影响，在这种情况下，学生不应仅为了获得预期结果而进行实验，而是应该培养实事求是的态度，精准分析实验数据。完成实验后，教师可以整合各学习小组使用的测量大气压强的方案，并鼓励学生对实验内容进行评估。学生应当主动探究实验误差产生的原因，通过集思广益得出合理的解释，进而深化对相关理论的理解。如在利用注射器粗测大气压强实验中，内部空气无法完全排尽、针筒密封性不够好、活塞和针筒间有摩擦力等因素都会导致测量结果出现误差。

在实验过程中，教师应特别关注学生的学习过程，不应直接告诉学生产生误差的原因，而是鼓励他们自己思考和探索。通过主动思考和解决问题，学生的分析和解决问题的能力将得到提高，同时也能形成良好的思维品质。

（六）引导学生参与实验改进

在学生分析误差产生原因后，教师应引导学生继续改进实验，以原始的测量大气压强实验为基础，适当优化实验装置，以减小误差。教师可以提供给学生各种器材，如小桶、注射器和沙子，让学生进行探讨和测试。例如，教师可询问学生：“同学们，如何测量大气对活塞的压力？”有的学生会根据教师提供的器材，将小桶悬挂在活塞下方，然后用小桶拉动活塞。在进行该实验教学活动时，教师可以请一些思维比较灵活的学生演示具体的操作过程。通过实验，学生会发现，要测量大气对活塞的压力，只需测量拉动活塞时沙子和桶的重量即可，这种静态测量方式能进一步减小误差。在教学中，教师应该积极肯定并赞扬学生的创新实验想法，并将学生用这种方式得出的实验数据与先前的实验数据进行对比，以评估在改进实验后，实验得出的数据是否更接近真实的大气压强的数值［5］。完成上述实验任务后，学生可以总结实验改进后的优点，如摩擦误差减小、数据准确性提高。教师应该鼓励学生，让他们在遇到问题时积极思考，深入探索知识，帮助他们获得学习物理知识的成就感。

结语

综上所述，在初中物理测量大气压强实验教学中，教师要适当引导学生，多和学生进行互动和沟通，鼓励学生自主发现问题、解决问题，不能让学生处于被动接受知识的状态，应注重学生思维品质的发展，提高他们的学习能力、逻辑思维能力等。这样，学生才能获得更健康且长远的发展，形成动手实践意识，拓宽物理学习思路。

［参考文献］

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